Таяние вечной мерзлоты в тундре

“Тихо в тундре. Тонкий, робкий,
в лужах стынет синий лед.
Из-за самой дальней сопки
солнце рыжее встает.”

Виктор Григорьевич Кеулькут

Тундра - безлесная, ровная или слегка холмистая природная зона, характерная для Арктики и субарктических регионов. Основная полоса тундры расположена в северном полушарии и проходит по Евразии и Северной Америке и некоторых островах субполярного географического пояса. Летом дни очень длинные и часто солнечные, но средняя температура не поднимается выше 10°С. Зимой температура может падать до -30°С. От шести до девяти месяцев в году средняя температура сохраняется ниже точки замерзания, и под почвой лежит толстый слой вечной мерзлоты, поверхность которого подтаивает лишь летом на несколько сантиметров.

Но в последние годы из-за глобального потепления, арктическая вечная мерзлота тает не постепенно, как говорилось учеными ранее: в масштабах геологического времени она тает почти мгновенно. Почвы размягчаются и оползают, высвобождая следы древней жизни и большие запасы углерода, которые тысячи лет хранились в вечной мерзлоте. В атмосферу углерод попадает в виде метана и углекислого газа, что ускоряет повышение температуры и рост глобального потепления. Этот процесс русские ученые называют “ретроактивным процессом углерода в мерзлоте”.

Проанализировав многочисленные ископаемые остатки мамонтов и других крупных животных, ученые пришли к выводу, что Сибирь, Аляска и западная часть Канады были плодородными пастбищами, покрытыми сочными травами, и даже деревьями – ивами. Когда растения и животные умирали, то холод замедлял их разложение. Со временем они оказывались захороненными глубоко под землей в вечной мерзлоте, поэтому в арктическая тундре запасы углерода в результате оказались выше, чем предполагалось прежде. Это создает новые опасности для планеты: по мере повышения температуры, углерод будет высвобождаться все быстрее в геометрической прогрессии. Потепление в Арктике оказалось пугающе быстрым, кроме того, маршруты распространения талой воды по полярным ландшафтам внушают тревогу. 

Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) лишь недавно стала учитывать вечную мерзлоту в своих оценках и прогнозах. Если человечество надеется ограничить потепление двумя градусами по Цельсию согласно Парижскому соглашению по климату 2015 года, то придется сократить выбросы парниковых газов на шесть лет раньше, чем планировалось моделями МГЭИК.

Вечную мерзлоту покрывает слой земли и растительного детрита глубиной от 30 сантиметров до 1,5 метров. Этот так называемый активный слой обычно оттаивает летом и вновь замерзает зимой. Однако, весной 2018 года команда исследователей во главе с экологом Сергеем Зимовым обнаружила, что в некоторых местах вокруг Черского оттаявшая летом земля так и не замерзла. Это было весьма необычно: в январе в Сибири обычно стоят такие лютые морозы, что человеческое дыхание порой застывает со звенящим звуком, который коренные якуты называют «шепотом звезд».

И это не удивительно: с 2014 года на Земле отмечены пять самых теплых лет с конца XIX века. При этом Арктика теплеет более чем вдвое быстрее всей остальной планеты, теряя охлаждающий ее морской лед. В 2017 году в гренландской тундре вспыхнул самый страшный в истории острова пожар. В июле в шведской метеорологической станцией Маркусвинс столбики термометров поднялись до 34,8°С. Северные олени тогда прятались от жары в прохладных автомобильных тоннелях!

Температура земли над вечной мерзлотой на Земле растет уже 50 лет. На Северном склоне Аляски за последние 30 лет она увеличилась на 5,8° С. В очагах таяния – особенно. Например, когда разрабатываются месторождения полезных ископаемых, поверхность земли повреждается, пропуская тепло, – берега разъедаются эрозией, дома и дороги разрушаются и лопаются трубопроводы. Изменения климата меняет жизнь обитателей Арктики.

 Всего во всем мире в вечной мерзлоте содержится до 1,6 триллионов тонн углерода – это в 2 раза больше, чем в атмосфере. До недавнего времени исследователи рассчитывали, что из тундры освободится не более 10% запасов углерода, и этот процесс растянется на 80 лет. Но активный слой теперь перестает замерзать зимой, и процесс идет быстрее. Благодаря теплу, микробы могут поглощать органические вещества в почве и выделять метан и углекислый газ круглый год, а не только в летние месяцы.

По словам Рошин Комман, специалиста по атмосферной химии из Колумбийского университета, количество углекислого газа, выделяемого над Северным склоном Аляски в начале зимы, с 1975 года уже выросло на 73%.

Огромные запасы цельного твердого льда, составляющие примерно пятую часть от общего объема мерзлоты особенно тревожат ученых. При разрушении мерзлоты, растаявший лед проходит сквозь почву, оставляя после себя воздушные карманы и тоннели. В результате почва проседает, образуя поверхностные впадины, которые занимают дождевая и талая вода.  В итоге температура грунта продолжает расти, а лед – таять.

«Резкая оттепель», как называют этот процесс ученые, перекраивает весь ландшафт. Из-за нее случаются обвалы; установлено, что на острове Банкс в Канаде с 1984-го по 2013 год разрушительные оползни стали происходить в 60 раз чаще. «Оттепель» валит леса: в затопленной почве корни деревьев теряют устойчивость, ученые подозревают, что скоро лес просто утонет в болотах.

Таяние вечной мерзлоты приводит к выбросам парниковых газов и стоячая вода только усугубляет эту угрозу. Со дна прудов и озер, где слишком мало кислорода, поднимается не только углекислый газ, но и метан – парниковый газ, по мощности в 34 раз превосходящий СО2. По расчетам эколога Кэти Уолтер Энтони, в результате резкой оттепели, новые озера могут утроить предполагаемые объемы выбросов парниковых газов из вечной мерзлоты.

С помощью спутниковой и воздушной фотосъемки эколог Кен Тейп много лет наблюдает за изменениями флоры и фауны Аляски. По мере таяния мерзлоты и удлинения вегетационного периода Арктика все больше зеленеет - кустарников на речных равнинах Аляски стало чуть не вдвое больше. Однако, по мнению экспертов, озеленение Арктики не скомпенсирует последствия таяния вечной мерзлоты.

 В октябре 2018 года МГЭИК опубликовала свой новый доклад об амбициозных целях. С XIX века наша планета уже потеплела на градус. Если человечеству удалось бы удержать глобальное потепление на отметке в 1,5°С, число жителей планеты, страдающих от экстремально сильной жары, сократилось бы на 420 миллионов, отмечается в докладе. Растений и животных, которым грозит потеря среды обитания, стало бы в два раза меньше. К тому же это могло бы спасти некоторые коралловые рифы и около 2 миллионов квадратных километров вечной мерзлоты. По словам экспертов из МГЭИК, для достижения поставленных целей, к 2030 году нам пришлось бы сократить выбросы парниковых газов на 45%, а к 2050-му – полностью их аннулировать.

Мы давно закрываем глаза на доказательства климатических изменений в надежде, что все обойдется, но климатологи, особенно специалисты по вечной мерзлоте, предупреждают, что необходимы решительные действия.

В рамках проекта EuRICAA предложены основы цивилизационных стандартов, позволяющие человечеству избежать негативных климатических изменений, не сковывая технический прогресс.